Giới thiệu chip lớp điều khiển
Chip điều khiển chủ yếu đề cập đến MCU (Bộ vi điều khiển), tức là vi điều khiển, còn được gọi là chip đơn, được thiết kế để giảm tần số và thông số kỹ thuật của CPU một cách phù hợp, đồng thời tích hợp bộ nhớ, bộ hẹn giờ, bộ chuyển đổi A/D, xung nhịp, cổng I/O và giao tiếp nối tiếp cùng các mô-đun và giao diện chức năng khác trên một chip duy nhất. Thực hiện chức năng điều khiển đầu cuối, nó có ưu điểm là hiệu suất cao, tiêu thụ điện năng thấp, có thể lập trình và tính linh hoạt cao.
Sơ đồ MCU của mức đo xe
Ô tô là lĩnh vực ứng dụng MCU rất quan trọng. Theo dữ liệu của IC Insights, năm 2019, ứng dụng MCU toàn cầu trong lĩnh vực điện tử ô tô chiếm khoảng 33%. Số lượng MCU được sử dụng trên mỗi chiếc xe cao cấp lên tới gần 100 chiếc, từ máy tính điều khiển, đồng hồ LCD, đến động cơ, khung gầm, các linh kiện lớn nhỏ trong xe đều cần điều khiển MCU.
Ban đầu, MCU 8-bit và 16-bit chủ yếu được sử dụng trong ô tô, nhưng với sự cải tiến liên tục về điện tử hóa và trí tuệ nhân tạo trong ô tô, số lượng và chất lượng MCU cần thiết cũng ngày càng tăng. Hiện nay, tỷ lệ MCU 32-bit trong MCU ô tô đã đạt khoảng 60%, trong đó lõi Cortex của ARM, nhờ chi phí thấp và khả năng kiểm soát công suất tuyệt vời, là lựa chọn chủ đạo của các nhà sản xuất MCU ô tô.
Các thông số chính của MCU ô tô bao gồm điện áp hoạt động, tần số hoạt động, dung lượng Flash và RAM, mô-đun hẹn giờ và số kênh, mô-đun ADC và số kênh, loại và số giao diện truyền thông nối tiếp, số cổng I/O đầu vào và đầu ra, nhiệt độ hoạt động, hình thức đóng gói và mức độ an toàn chức năng.
Phân loại theo bit CPU, MCU ô tô chủ yếu có thể được chia thành 8 bit, 16 bit và 32 bit. Với quá trình nâng cấp, chi phí của MCU 32 bit tiếp tục giảm và hiện đã trở thành xu hướng chủ đạo, dần thay thế các ứng dụng và thị trường mà MCU 8/16 bit từng thống trị.
Nếu phân chia theo lĩnh vực ứng dụng, MCU ô tô có thể được chia thành miền thân xe, miền động lực, miền khung gầm, miền buồng lái và miền lái xe thông minh. Đối với miền buồng lái và miền lái xe thông minh, MCU cần có năng lực tính toán cao và giao diện truyền thông bên ngoài tốc độ cao, chẳng hạn như CAN FD và Ethernet. Miền thân xe cũng yêu cầu một số lượng lớn giao diện truyền thông bên ngoài, nhưng yêu cầu năng lực tính toán của MCU tương đối thấp, trong khi miền động lực và miền khung gầm yêu cầu nhiệt độ vận hành và mức độ an toàn chức năng cao hơn.
Chip điều khiển miền khung gầm
Lĩnh vực khung gầm liên quan đến việc lái xe và bao gồm hệ thống truyền động, hệ thống lái, hệ thống lái và hệ thống phanh. Nó bao gồm năm hệ thống con: hệ thống lái, hệ thống phanh, hệ thống chuyển số, hệ thống ga và hệ thống treo. Với sự phát triển của trí tuệ nhân tạo, nhận dạng nhận thức, lập kế hoạch ra quyết định và thực hiện điều khiển xe thông minh là những hệ thống cốt lõi của lĩnh vực khung gầm. Hệ thống lái điện tử và hệ thống lái điện tử là những thành phần cốt lõi cho chức năng điều hành của hệ thống lái tự động.
(1) Yêu cầu công việc
Bộ điều khiển điện tử (ECU) miền khung gầm sử dụng nền tảng an toàn chức năng hiệu suất cao, có khả năng mở rộng và hỗ trợ cụm cảm biến và cảm biến quán tính đa trục. Dựa trên kịch bản ứng dụng này, các yêu cầu sau được đề xuất cho MCU miền khung gầm:
· Yêu cầu về tần số cao và công suất tính toán cao, tần số chính không dưới 200MHz và công suất tính toán không dưới 300DMIPS
· Không gian lưu trữ Flash không nhỏ hơn 2MB, có phân vùng vật lý cho code Flash và dữ liệu Flash;
· RAM không nhỏ hơn 512KB;
· Yêu cầu về mức độ an toàn chức năng cao, có thể đạt mức ASIL-D;
· Hỗ trợ ADC độ chính xác 12 bit;
· Hỗ trợ bộ đếm thời gian đồng bộ hóa cao, độ chính xác cao 32-bit;
· Hỗ trợ CAN-FD đa kênh;
· Hỗ trợ Ethernet không dưới 100M;
· Độ tin cậy không thấp hơn AEC-Q100 Grade1;
· Hỗ trợ nâng cấp trực tuyến (OTA);
· Hỗ trợ chức năng xác minh phần mềm (thuật toán bí mật quốc gia);
(2) Yêu cầu về hiệu suất
· Phần hạt nhân:
I. Tần số lõi: tức là tần số xung nhịp khi nhân làm việc, được dùng để biểu diễn tốc độ dao động tín hiệu xung số của nhân, và tần số chính không thể biểu diễn trực tiếp tốc độ tính toán của nhân. Tốc độ hoạt động của nhân cũng liên quan đến pipeline của nhân, bộ nhớ đệm, tập lệnh, v.v.
II. Khả năng tính toán: DMIPS thường được sử dụng để đánh giá. DMIPS là đơn vị đo lường hiệu suất tương đối của chương trình chuẩn tích hợp MCU khi được kiểm tra.
· Tham số bộ nhớ:
I. Bộ nhớ mã: bộ nhớ dùng để lưu trữ mã lệnh;
II. Bộ nhớ dữ liệu: bộ nhớ dùng để lưu trữ dữ liệu;
III.RAM: Bộ nhớ dùng để lưu trữ dữ liệu và mã tạm thời.
· Bus truyền thông: bao gồm bus chuyên dụng của ô tô và bus truyền thông thông thường;
· Thiết bị ngoại vi có độ chính xác cao;
· Nhiệt độ hoạt động;
(3) Mô hình công nghiệp
Vì kiến trúc điện và điện tử được các nhà sản xuất ô tô khác nhau sử dụng sẽ khác nhau, nên các yêu cầu về linh kiện cho miền khung gầm cũng sẽ khác nhau. Do cấu hình khác nhau của các mẫu xe khác nhau của cùng một nhà máy sản xuất ô tô, nên lựa chọn ECU cho khu vực khung gầm sẽ khác nhau. Những điểm khác biệt này sẽ dẫn đến các yêu cầu MCU khác nhau cho miền khung gầm. Ví dụ: Honda Accord sử dụng ba chip MCU miền khung gầm và Audi Q7 sử dụng khoảng 11 chip MCU miền khung gầm. Năm 2021, sản lượng xe du lịch thương hiệu Trung Quốc là khoảng 10 triệu chiếc, trong đó nhu cầu trung bình đối với MCU miền khung gầm xe đạp là 5 chiếc và tổng thị trường đã đạt khoảng 50 triệu chiếc. Các nhà cung cấp chính của MCU trong toàn bộ miền khung gầm là Infineon, NXP, Renesas, Microchip, TI và ST. Năm nhà cung cấp chất bán dẫn quốc tế này chiếm hơn 99% thị trường MCU miền khung gầm.
(4) Rào cản ngành
Về mặt kỹ thuật, các thành phần của khung gầm như EPS, EPB, ESC liên quan chặt chẽ đến sự an toàn tính mạng của người lái, do đó mức độ an toàn chức năng của MCU khung gầm rất cao, về cơ bản đạt yêu cầu cấp độ ASIL-D. Mức độ an toàn chức năng này của MCU hiện chưa được công bố tại Trung Quốc. Ngoài mức độ an toàn chức năng, các kịch bản ứng dụng của các thành phần khung gầm có yêu cầu rất cao về tần số MCU, khả năng tính toán, dung lượng bộ nhớ, hiệu suất ngoại vi, độ chính xác của ngoại vi và các khía cạnh khác. MCU khung gầm đã tạo ra một rào cản công nghiệp rất cao, đòi hỏi các nhà sản xuất MCU trong nước phải nỗ lực vượt qua.
Về mặt chuỗi cung ứng, do yêu cầu về tần số cao và công suất tính toán lớn đối với chip điều khiển của các thành phần miền khung máy, nên quy trình và quy trình sản xuất wafer được đặt ra với những yêu cầu tương đối cao. Hiện tại, dường như cần ít nhất công nghệ 55nm để đáp ứng yêu cầu tần số MCU trên 200MHz. Về mặt này, dây chuyền sản xuất MCU trong nước vẫn chưa hoàn thiện và chưa đạt đến trình độ sản xuất hàng loạt. Các nhà sản xuất bán dẫn quốc tế về cơ bản đã áp dụng mô hình IDM, về mặt xưởng đúc wafer, hiện chỉ có TSMC, UMC và GF có năng lực tương ứng. Các nhà sản xuất chip trong nước đều là các công ty Fabless, và có những thách thức và rủi ro nhất định trong sản xuất wafer và đảm bảo năng lực.
Trong các kịch bản điện toán lõi như xe tự hành, các CPU đa năng truyền thống khó có thể đáp ứng các yêu cầu tính toán AI do hiệu suất tính toán thấp, trong khi các chip AI như GPU, FPGA và ASIC có hiệu suất tuyệt vời ở biên và đám mây với những đặc điểm riêng và được sử dụng rộng rãi. Xét về xu hướng công nghệ, GPU vẫn sẽ là chip AI thống trị trong ngắn hạn, và về lâu dài, ASIC là hướng đi cuối cùng. Xét về xu hướng thị trường, nhu cầu chip AI toàn cầu sẽ duy trì đà tăng trưởng nhanh chóng, trong khi chip đám mây và biên có tiềm năng tăng trưởng lớn hơn, và tốc độ tăng trưởng thị trường dự kiến sẽ đạt gần 50% trong 5 năm tới. Mặc dù nền tảng công nghệ chip trong nước còn yếu, nhưng với sự đổ bộ nhanh chóng của các ứng dụng AI, nhu cầu chip AI lớn tạo ra cơ hội cho sự phát triển công nghệ và năng lực của các doanh nghiệp chip trong nước. Lái xe tự hành có những yêu cầu nghiêm ngặt về sức mạnh tính toán, độ trễ và độ tin cậy. Hiện tại, các giải pháp GPU + FPGA được sử dụng chủ yếu. Với sự ổn định của thuật toán và dữ liệu, ASIC dự kiến sẽ giành được thị phần.
Cần rất nhiều không gian trên chip CPU để dự đoán và tối ưu hóa nhánh, lưu trữ nhiều trạng thái khác nhau để giảm độ trễ khi chuyển đổi tác vụ. Điều này cũng làm cho nó phù hợp hơn cho điều khiển logic, hoạt động tuần tự và hoạt động dữ liệu chung. Lấy GPU và CPU làm ví dụ, so với CPU, GPU sử dụng một số lượng lớn các đơn vị tính toán và một đường ống dài, chỉ có logic điều khiển rất đơn giản và loại bỏ bộ nhớ đệm. CPU không chỉ chiếm nhiều không gian bởi bộ nhớ đệm mà còn có logic điều khiển phức tạp và nhiều mạch tối ưu hóa, so với sức mạnh tính toán chỉ là một phần nhỏ.
Chip điều khiển miền điện
Bộ điều khiển miền công suất là một đơn vị quản lý hệ thống truyền động thông minh. Sử dụng CAN/FLEXRAY để quản lý truyền động, quản lý ắc quy, giám sát điều chỉnh máy phát điện, chủ yếu được sử dụng để tối ưu hóa và điều khiển hệ thống truyền động, đồng thời chẩn đoán lỗi điện thông minh, tiết kiệm điện thông minh, giao tiếp bus và các chức năng khác.
(1) Yêu cầu công việc
MCU điều khiển miền điện có thể hỗ trợ các ứng dụng chính trong điện, chẳng hạn như BMS, với các yêu cầu sau:
· Tần số chính cao, tần số chính 600MHz~800MHz
· RAM 4MB
· Yêu cầu về mức độ an toàn chức năng cao, có thể đạt mức ASIL-D;
· Hỗ trợ CAN-FD đa kênh;
· Hỗ trợ Ethernet 2G;
· Độ tin cậy không thấp hơn AEC-Q100 Grade1;
· Hỗ trợ chức năng xác minh phần mềm (thuật toán bí mật quốc gia);
(2) Yêu cầu về hiệu suất
Hiệu suất cao: Sản phẩm tích hợp CPU lõi kép ARM Cortex R5 lock-step và SRAM tích hợp 4MB để hỗ trợ các yêu cầu về sức mạnh tính toán và bộ nhớ ngày càng tăng của các ứng dụng ô tô. CPU ARM Cortex-R5F lên đến 800MHz. Độ an toàn cao: Tiêu chuẩn độ tin cậy thông số kỹ thuật xe AEC-Q100 đạt Cấp độ 1 và mức độ an toàn chức năng ISO26262 đạt ASIL D. CPU lõi kép lock-step có thể đạt phạm vi chẩn đoán lên đến 99%. Mô-đun bảo mật thông tin tích hợp tích hợp bộ tạo số ngẫu nhiên thực, AES, RSA, ECC, SHA và bộ tăng tốc phần cứng tuân thủ các tiêu chuẩn liên quan về bảo mật nhà nước và doanh nghiệp. Việc tích hợp các chức năng bảo mật thông tin này có thể đáp ứng nhu cầu của các ứng dụng như khởi động an toàn, giao tiếp an toàn, cập nhật và nâng cấp chương trình cơ sở an toàn.
Chip kiểm soát vùng cơ thể
Khu vực thân xe chủ yếu chịu trách nhiệm điều khiển các chức năng khác nhau của thân xe. Cùng với sự phát triển của xe, bộ điều khiển khu vực thân xe cũng ngày càng được tích hợp, nhằm giảm chi phí bộ điều khiển và giảm trọng lượng xe. Việc tích hợp cần thiết phải đưa tất cả các thiết bị chức năng từ phần đầu xe, phần giữa xe và phần đuôi xe, chẳng hạn như đèn phanh sau, đèn định vị phía sau, khóa cửa sau, và thậm chí cả thanh giằng kép, vào một bộ điều khiển tổng thể.
Bộ điều khiển vùng thân xe thường tích hợp các chức năng BCM, PEPS, TPMS, Gateway và các chức năng khác, đồng thời có thể mở rộng chức năng điều chỉnh ghế ngồi, điều khiển gương chiếu hậu, điều khiển điều hòa không khí và các chức năng khác, quản lý toàn diện và thống nhất từng bộ truyền động, phân bổ tài nguyên hệ thống hợp lý và hiệu quả. Chức năng của bộ điều khiển vùng thân xe rất đa dạng, như được hiển thị bên dưới, nhưng không giới hạn ở những chức năng được liệt kê ở đây.
(1) Yêu cầu công việc
Yêu cầu chính của thiết bị điện tử ô tô đối với chip điều khiển MCU là độ ổn định, độ tin cậy, bảo mật, thời gian thực và các đặc tính kỹ thuật khác tốt hơn, cũng như hiệu suất tính toán và dung lượng lưu trữ cao hơn, và yêu cầu chỉ số tiêu thụ điện năng thấp hơn. Bộ điều khiển vùng thân xe đã dần chuyển đổi từ triển khai chức năng phi tập trung sang bộ điều khiển lớn tích hợp tất cả các ổ đĩa cơ bản của thiết bị điện tử thân xe, chức năng chính, đèn, cửa ra vào, cửa sổ, v.v. Thiết kế hệ thống điều khiển vùng thân xe tích hợp đèn, cần gạt nước, khóa cửa điều khiển trung tâm, cửa sổ và các điều khiển khác, chìa khóa thông minh PEPS, quản lý nguồn điện, v.v. Cũng như cổng CAN, CANFD và FLEXRAY mở rộng, mạng LIN, giao diện Ethernet và công nghệ phát triển và thiết kế mô-đun.
Nhìn chung, các yêu cầu công việc của các chức năng điều khiển nêu trên đối với chip điều khiển chính của MCU trong khu vực thân xe chủ yếu được phản ánh ở các khía cạnh về hiệu suất tính toán và xử lý, tích hợp chức năng, giao diện truyền thông và độ tin cậy. Về các yêu cầu cụ thể, do sự khác biệt về chức năng trong các tình huống ứng dụng chức năng khác nhau trong khu vực thân xe, chẳng hạn như Cửa sổ chỉnh điện, ghế tự động, cửa hậu chỉnh điện và các ứng dụng thân xe khác, vẫn có nhu cầu điều khiển động cơ hiệu suất cao, các ứng dụng thân xe như vậy yêu cầu MCU tích hợp thuật toán điều khiển điện tử FOC và các chức năng khác. Ngoài ra, các tình huống ứng dụng khác nhau trong khu vực thân xe có các yêu cầu khác nhau về cấu hình giao diện của chip. Do đó, thường cần phải lựa chọn MCU khu vực thân xe theo các yêu cầu chức năng và hiệu suất của tình huống ứng dụng cụ thể và trên cơ sở này, đánh giá toàn diện hiệu suất chi phí sản phẩm, khả năng cung ứng và dịch vụ kỹ thuật và các yếu tố khác.
(2) Yêu cầu về hiệu suất
Các chỉ số tham chiếu chính của chip MCU điều khiển vùng cơ thể như sau:
Hiệu suất: ARM Cortex-M4F@ 144MHz, 180DMIPS, bộ nhớ đệm lệnh 8KB tích hợp, hỗ trợ chương trình thực thi đơn vị tăng tốc Flash 0 chờ.
Bộ nhớ mã hóa dung lượng lớn: lên đến 512K Byte eFlash, hỗ trợ lưu trữ mã hóa, quản lý phân vùng và bảo vệ dữ liệu, hỗ trợ xác minh ECC, xóa 100.000 lần, lưu giữ dữ liệu trong 10 năm; SRAM 144K Byte, hỗ trợ tính năng kiểm tra phần cứng.
Giao diện truyền thông tích hợp phong phú: Hỗ trợ GPIO đa kênh, USART, UART, SPI, QSPI, I2C, SDIO, USB2.0, CAN 2.0B, EMAC, DVP và các giao diện khác.
Bộ mô phỏng hiệu suất cao tích hợp: Hỗ trợ ADC tốc độ cao 12bit 5Msps, bộ khuếch đại hoạt động độc lập giữa các thanh ray, bộ so sánh tương tự tốc độ cao, DAC 12bit 1Msps; Hỗ trợ nguồn điện áp tham chiếu độc lập đầu vào bên ngoài, phím cảm ứng điện dung đa kênh; Bộ điều khiển DMA tốc độ cao.
Hỗ trợ đầu vào RC bên trong hoặc đồng hồ tinh thể bên ngoài, thiết lập lại độ tin cậy cao.
Đồng hồ thời gian thực RTC hiệu chuẩn tích hợp, hỗ trợ lịch vạn niên năm nhuận, sự kiện báo thức, đánh thức định kỳ.
Hỗ trợ bộ đếm thời gian có độ chính xác cao.
Các tính năng bảo mật cấp phần cứng: Công cụ tăng tốc phần cứng thuật toán mã hóa, hỗ trợ các thuật toán AES, DES, TDES, SHA1/224/256, SM1, SM3, SM4, SM7, MD5; Mã hóa bộ nhớ Flash, quản lý phân vùng nhiều người dùng (MMU), trình tạo số ngẫu nhiên thực TRNG, hoạt động CRC16/32; Hỗ trợ bảo vệ ghi (WRP), nhiều cấp độ bảo vệ đọc (RDP) (L0/L1/L2); Hỗ trợ khởi động bảo mật, tải xuống mã hóa chương trình, cập nhật bảo mật.
Hỗ trợ giám sát lỗi đồng hồ và giám sát chống phá hủy.
UID 96 bit và UCID 128 bit.
Môi trường làm việc có độ tin cậy cao: 1,8V ~ 3,6V/-40℃ ~ 105℃.
(3) Mô hình công nghiệp
Hệ thống điện tử vùng thân xe đang trong giai đoạn đầu phát triển đối với cả doanh nghiệp trong và ngoài nước. Các doanh nghiệp nước ngoài như BCM, PEPS, cửa ra vào và cửa sổ, bộ điều khiển ghế ngồi và các sản phẩm chức năng đơn lẻ khác có sự tích lũy kỹ thuật sâu rộng, trong khi các công ty nước ngoài lớn có phạm vi sản phẩm rộng, đặt nền tảng cho họ thực hiện các sản phẩm tích hợp hệ thống. Các doanh nghiệp trong nước có một số lợi thế nhất định trong việc ứng dụng thân xe năng lượng mới. Lấy BYD làm ví dụ, trong xe năng lượng mới của BYD, vùng thân xe được chia thành vùng bên trái và bên phải, và sản phẩm tích hợp hệ thống được sắp xếp lại và xác định. Tuy nhiên, về chip điều khiển vùng thân xe, nhà cung cấp chính của MCU vẫn là Infineon, NXP, Renesas, Microchip, ST và các nhà sản xuất chip quốc tế khác, và các nhà sản xuất chip trong nước hiện có thị phần thấp.
(4) Rào cản ngành
Từ góc độ truyền thông, có quá trình tiến hóa của kiến trúc truyền thống - kiến trúc lai - Nền tảng máy tính xe cuối cùng. Sự thay đổi về tốc độ truyền thông, cũng như việc giảm giá thành của sức mạnh tính toán cơ bản với độ an toàn chức năng cao là chìa khóa và có thể dần dần hiện thực hóa khả năng tương thích của các chức năng khác nhau ở cấp độ điện tử của bộ điều khiển cơ bản trong tương lai. Ví dụ, bộ điều khiển vùng thân xe có thể tích hợp các chức năng BCM, PEPS và chống kẹp gợn sóng truyền thống. Nói một cách tương đối, các rào cản kỹ thuật của chip điều khiển vùng thân xe thấp hơn vùng công suất, vùng buồng lái, v.v. và chip nội địa được kỳ vọng sẽ dẫn đầu trong việc tạo ra bước đột phá lớn trong vùng thân xe và dần dần hiện thực hóa sự thay thế trong nước. Trong những năm gần đây, MCU nội địa trên thị trường lắp đặt phía trước và phía sau vùng thân xe đã có đà phát triển rất tốt.
Chip điều khiển buồng lái
Điện khí hóa, trí tuệ nhân tạo và mạng lưới đã thúc đẩy sự phát triển của kiến trúc điện tử và điện tử ô tô theo hướng điều khiển miền, và buồng lái cũng đang phát triển nhanh chóng từ hệ thống giải trí âm thanh và video trên xe sang buồng lái thông minh. Buồng lái được trình bày với giao diện tương tác giữa người và máy tính, nhưng dù là hệ thống thông tin giải trí trước đây hay buồng lái thông minh hiện tại, ngoài việc có SOC mạnh mẽ với tốc độ tính toán, nó còn cần một MCU thời gian thực cao để xử lý tương tác dữ liệu với xe. Sự phổ biến dần dần của các phương tiện được xác định bằng phần mềm, OTA và Autosar trong buồng lái thông minh khiến yêu cầu về tài nguyên MCU trong buồng lái ngày càng cao. Cụ thể được phản ánh trong nhu cầu ngày càng tăng về dung lượng FLASH và RAM, nhu cầu về số PIN cũng tăng lên, các chức năng phức tạp hơn đòi hỏi khả năng thực thi chương trình mạnh hơn, nhưng cũng có giao diện bus phong phú hơn.
(1) Yêu cầu công việc
MCU trong khu vực cabin chủ yếu thực hiện quản lý nguồn điện hệ thống, quản lý thời gian bật nguồn, quản lý mạng, chẩn đoán, tương tác dữ liệu xe, quản lý chìa khóa, đèn nền, quản lý mô-đun âm thanh DSP/FM, quản lý thời gian hệ thống và các chức năng khác.
Yêu cầu về tài nguyên MCU:
· Tần số chính và công suất tính toán có yêu cầu nhất định, tần số chính không nhỏ hơn 100MHz và công suất tính toán không nhỏ hơn 200DMIPS;
· Không gian lưu trữ Flash không nhỏ hơn 1MB, có phân vùng vật lý cho code Flash và dữ liệu Flash;
· RAM không nhỏ hơn 128KB;
· Yêu cầu về mức độ an toàn chức năng cao, có thể đạt mức ASIL-B;
· Hỗ trợ ADC đa kênh;
· Hỗ trợ CAN-FD đa kênh;
· Quy định về xe Cấp AEC-Q100 Cấp 1;
· Hỗ trợ nâng cấp trực tuyến (OTA), hỗ trợ Flash dual Bank;
· Cần có công cụ mã hóa thông tin cấp độ nhẹ SHE/HSM trở lên để hỗ trợ khởi động an toàn;
· Số lượng chân không ít hơn 100PIN;
(2) Yêu cầu về hiệu suất
IO hỗ trợ nguồn điện áp rộng (5,5v~2,7v), cổng IO hỗ trợ sử dụng quá áp;
Nhiều đầu vào tín hiệu dao động tùy theo điện áp của pin nguồn, và có thể xảy ra hiện tượng quá áp. Quá áp có thể cải thiện độ ổn định và độ tin cậy của hệ thống.
Tuổi thọ trí nhớ:
Vòng đời của xe hơi là hơn 10 năm, vì vậy bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu của MCU xe hơi cần có tuổi thọ dài hơn. Bộ nhớ chương trình và bộ nhớ dữ liệu cần được phân vùng vật lý riêng biệt, và bộ nhớ chương trình cần được xóa ít lần hơn, do đó Độ bền > 10K, trong khi bộ nhớ dữ liệu cần được xóa thường xuyên hơn, do đó cần có số lần xóa lớn hơn. Tham khảo chỉ báo đèn flash dữ liệu Độ bền > 100K, 15 năm (<1K) hoặc 10 năm (<100K).
Giao diện bus truyền thông;
Tải trọng truyền thông bus trên xe ngày càng cao, do đó CAN CAN truyền thống không còn đáp ứng được nhu cầu truyền thông nữa, nhu cầu về bus CAN-FD tốc độ cao ngày càng cao, việc hỗ trợ CAN-FD dần trở thành tiêu chuẩn của MCU.
(3) Mô hình công nghiệp
Hiện tại, tỷ lệ MCU cabin thông minh nội địa vẫn còn rất thấp, các nhà cung cấp chính vẫn là NXP, Renesas, Infineon, ST, Microchip và các nhà sản xuất MCU quốc tế khác. Một số nhà sản xuất MCU nội địa đã tham gia vào thị trường, hiệu quả thị trường vẫn còn phải chờ xem.
(4) Rào cản ngành
Mức độ điều chỉnh và mức độ an toàn chức năng của cabin thông minh tương đối không quá cao, chủ yếu là do tích lũy kiến thức chuyên môn và nhu cầu liên tục cải tiến và lặp lại sản phẩm. Đồng thời, do các nhà máy trong nước chưa có nhiều dây chuyền sản xuất MCU, quy trình sản xuất tương đối lạc hậu, cần một khoảng thời gian để đạt được chuỗi cung ứng sản xuất trong nước, chi phí có thể cao hơn, áp lực cạnh tranh với các nhà sản xuất quốc tế cũng lớn hơn.
Ứng dụng chip kiểm soát nội địa
Chip điều khiển ô tô chủ yếu dựa trên MCU ô tô, các doanh nghiệp hàng đầu trong nước như Ziguang Guowei, Huada Semiconductor, Shanghai Xinti, Zhaoyi Innovation, Jiefa Technology, Xinchi Technology, Beijing Junzheng, Shenzhen Xihua, Shanghai Qipuwei, National Technology, v.v. đều có chuỗi sản phẩm MCU quy mô ô tô, là chuẩn mực cho các sản phẩm khổng lồ ở nước ngoài, hiện đang dựa trên kiến trúc ARM. Một số doanh nghiệp cũng đã tiến hành nghiên cứu và phát triển kiến trúc RISC-V.
Hiện tại, chip miền điều khiển xe trong nước chủ yếu được sử dụng trong thị trường tải trước ô tô và đã được áp dụng trên xe trong lĩnh vực thân xe và lĩnh vực thông tin giải trí, trong khi ở khung gầm, lĩnh vực điện và các lĩnh vực khác, nó vẫn bị thống trị bởi các gã khổng lồ chip nước ngoài như stmicroelectronics, NXP, Texas Instruments và Microchip Semiconductor, và chỉ một số ít doanh nghiệp trong nước đã hiện thực hóa các ứng dụng sản xuất hàng loạt. Hiện tại, nhà sản xuất chip trong nước Chipchi sẽ phát hành các sản phẩm chip điều khiển hiệu suất cao dòng E3 dựa trên ARM Cortex-R5F vào tháng 4 năm 2022, với mức độ an toàn chức năng đạt ASIL D, mức nhiệt độ hỗ trợ AEC-Q100 Cấp 1, tần số CPU lên đến 800MHz, với tối đa 6 lõi CPU. Đây là sản phẩm hiệu suất cao nhất trong MCU đo lường xe sản xuất hàng loạt hiện có, lấp đầy khoảng trống trong thị trường MCU đo lường xe cấp độ an toàn cao cấp trong nước, với hiệu suất cao và độ tin cậy cao, có thể được sử dụng trong BMS, ADAS, VCU, khung gầm bằng dây, dụng cụ, HUD, gương chiếu hậu thông minh và các lĩnh vực điều khiển xe cốt lõi khác. Hơn 100 khách hàng đã áp dụng E3 cho thiết kế sản phẩm, bao gồm GAC, Geely, v.v.
Ứng dụng sản phẩm lõi điều khiển trong nước
Thời gian đăng: 19-07-2023
